C 运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。C++ 内置了丰富的运算符，并提供了以下类型的运算符：

• 算术运算符
• 赋值运算符
• 关系运算符
• 逻辑运算符
• 位运算符
• 杂项运算符

本章将逐一介绍算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符和其他运算符。

算术运算符

下表显示了 C++ 支持的算术运算符。
假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的算术运算符。
复制并粘贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
  int a = 21;
  int b = 10;
  int c;
  c = a + b;
  cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl;
  c = a - b;
  cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl;
  c = a * b;
  cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl;
  c = a / b;
  cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl;
  c = a % b;
  cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl;
  // cout << 9.9 % 3 << endl; //小数字不建议取模
  // cout << 9 % 0 << endl;   //被除数不可以为0
  // cout << 9 / 0 << endl;
  int d = 10; //  测试自增、自减
  c = d++;
  cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl;
  d = 10; // 重新赋值
  c = d--;
  cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl;
  return 0;
}
/* 
Line 1 - c 的值是 31
Line 2 - c 的值是 11
Line 3 - c 的值是 210
Line 4 - c 的值是 2
Line 5 - c 的值是 1
Line 6 - c 的值是 10
Line 7 - c 的值是 10 
*/

赋值运算符

下表列出了 C++ 支持的赋值运算符：

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的赋值运算符。
复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int a = 21;
   int c ;
   c =  a;
   cout << "Line 1 - =  运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c +=  a;
   cout << "Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c -=  a;
   cout << "Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c *=  a;
   cout << "Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c /=  a;
   cout << "Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c  = 200;
   c %=  a;
   cout << "Line 6 - %= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c <<=  2;
   cout << "Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c >>=  2;
   cout << "Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c &=  2;
   cout << "Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c ^=  2;
   cout << "Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   c |=  2;
   cout << "Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
   return 0;
}
/*
Line 1 - =  运算符实例，c 的值 = 21
Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = 42
Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = 21
Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = 441
Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = 21
Line 6 - %= 运算符实例，c 的值 = 11
Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = 44
Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = 11
Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = 2
Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = 0
Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = 2 
*/

关系运算符

下表显示了 C++ 支持的关系运算符。
假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的关系运算符。
复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int a = 21;
   int b = 10;
   int c ;
   if( a == b )
   {
      cout << "Line 1 - a 等于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 1 - a 不等于 b" << endl ;
   }
   if ( a < b )
   {
      cout << "Line 2 - a 小于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 2 - a 不小于 b" << endl ;
   }
   if ( a > b )
   {
      cout << "Line 3 - a 大于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 3 - a 不大于 b" << endl ;
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 5;
   b = 20;
   if ( a <= b )
   {
      cout << "Line 4 - a 小于或等于 b" << endl ;
   }
   if ( b >= a )
   {
      cout << "Line 5 - b 大于或等于 a" << endl ;
   }
   return 0;
}
/* 
Line 1 - a 不等于 b
Line 2 - a 不小于 b
Line 3 - a 大于 b
Line 4 - a 小于或等于 b
Line 5 - b 大于或等于 a 
*/

逻辑运算符

下表显示了 C++ 支持的关系逻辑运算符。
假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的逻辑运算符
复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int a = 5;
   int b = 20;
   int c ;
   if ( a && b )
   {
      cout << "Line 1 - 条件为真"<< endl ;
   }
   if ( a || b )
   {
      cout << "Line 2 - 条件为真"<< endl ;
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 0;
   b = 10;
   if ( a && b )
   {
      cout << "Line 3 - 条件为真"<< endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 4 - 条件不为真"<< endl ;
   }
   if ( !(a && b) )
   {
      cout << "Line 5 - 条件为真"<< endl ;
   }
   return 0;
}
/* 
Line 1 - 条件为真
Line 2 - 条件为真
Line 4 - 条件不为真
Line 5 - 条件为真 
*/

位运算符

位运算符作用于位，并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：

假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：

A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A = 1100 0011

下表显示了 C++ 支持的位运算符。假设变量 A 的值为 60，变量 B 的值为 13，则：

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的位运算符。
复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   unsigned int a = 60;      // 60 = 0011 1100  
   unsigned int b = 13;      // 13 = 0000 1101
   int c = 0;           
   c = a & b;             // 12 = 0000 1100
   cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a | b;             // 61 = 0011 1101
   cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a ^ b;             // 49 = 0011 0001
   cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = ~a;                // -61 = 1100 0011
   cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a << 2;            // 240 = 1111 0000
   cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a >> 2;            // 15 = 0000 1111
   cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
   return 0;
}
/* 
Line 1 - c 的值是 12
Line 2 - c 的值是 61
Line 3 - c 的值是 49
Line 4 - c 的值是 -61
Line 5 - c 的值是 240
Line 6 - c 的值是 15 
*/

杂项运算符

下表列出了 C++ 支持的其他一些重要的运算符。

sizeof 运算符

sizeof是一个关键字，它是一个编译时运算符，用于判断变量或数据类型的字节大小。
sizeof 运算符可用于获取类、结构、共用体和其他用户自定义数据类型的大小。
使用 sizeof 的语法如下：

sizeof (data type)

其中，data type 是要计算大小的数据类型，包括类、结构、共用体和其他用户自定义数据类型。
请尝试下面的实例，理解 C++ 中 sizeof 的用法。复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   cout << "Size of char : " << sizeof(char) << endl;
   cout << "Size of int : " << sizeof(int) << endl;
   cout << "Size of short int : " << sizeof(short int) << endl;
   cout << "Size of long int : " << sizeof(long int) << endl;
   cout << "Size of float : " << sizeof(float) << endl;
   cout << "Size of double : " << sizeof(double) << endl;
   cout << "Size of wchar_t : " << sizeof(wchar_t) << endl;
   return 0;
}
/* 
Size of char : 1
Size of int : 4
Size of short int : 2
Size of long int : 8
Size of float : 4
Size of double : 8
Size of wchar_t : 4 
*/

条件运算符 ? :

Exp1 ? Exp2 : Exp3;

其中，Exp1、Exp2 和 Exp3 是表达式。请注意冒号的使用和位置。? : 表达式的值取决于 Exp1 的计算结果。如果 Exp1 为真，则计算 Exp2 的值，且 Exp2 的计算结果则为整个 ? : 表达式的值。如果 Exp1 为假，则计算 Exp3 的值，且 Exp3 的计算结果则为整个 ? : 表达式的值。
? 被称为三元运算符，因为它需要三个操作数，可以用来代替如下所示的 if-else 语句：

if(condition){
   var = X;
}else{
   var = Y;
}

例如，请看下面这段代码：

if(y < 10){ 
   var = 30;
}else{
   var = 40;
}

上面的代码可以写成以下语句：

var = (y < 10) ? 30 : 40;

在这里，如果 y 小于 10，则 var 被赋值为 30，如果 y 不小于 10，则 var 被赋值为 40。请看下面的实例：

#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
   // 局部变量声明
   int x, y = 10;
   x = (y < 10) ? 30 : 40;
   cout << "value of x: " << x << endl;
   return 0;
}

逗号运算符

使用逗号运算符是为了把几个表达式放在一起
整个逗号表达式的值为系列中最后一个表达式的值
从本质上讲，逗号的作用是将一系列运算按顺序执行

表达式1, 表达式2

求解过程是：先求解表达式 1，再求解表达式 2。整个逗号表达式的值是表达式 2 的值。
最右边的那个表达式的值将作为整个逗号表达式的值，其他表达式的值会被丢弃。
例如：

var = (count=19, incr=10, count+1);

在这里，首先把 count 赋值为 19，把 incr 赋值为 10，然后把 count 加 1，最后，把最右边表达式 count+1 的计算结果 20 赋给 var。上面表达式中的括号是必需的，因为逗号运算符的优先级低于赋值操作符。
尝试运行下面的实例，理解逗号运算符的用法。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int i, j;
   j = 10;
   i = (j++, j+100, 999+j);
   cout << i << endl;
   cout << j << endl;
   return 0;
}
/* 
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
1010
11
 */

上面的程序中，j 最初的值为 10，然后自增到 11，这时 j 的值就为 11，然后再计算第二个表达式 j+100，最后 j（j 为 11） 再加上 999，最后 i 为 最后一个表达式的值 999+j，及 999+ 11=1010。

强制转换运算符

强制转换运算符是一种特殊的运算符，它把一种数据类型转换为另一种数据类型。强制转换运算符是一元运算符，它的优先级与其他一元运算符相同。
大多数的 C++ 编译器都支持大部分通用的强制转换运算符：

(type) expression

其中，type 是转换后的数据类型。下面列出了 C++ 支持的其他几种强制转换运算符：

• const_cast (expr):const_cast 运算符用于修改类型的 const / volatile 属性。除了 const 或 volatile 属性之外，目标类型必须与源类型相同。这种类型的转换主要是用来操作所传对象的 const 属性，可以加上 const 属性，也可以去掉 const 属性。
• dynamic_cast (expr):dynamic_cast 在运行时执行转换，验证转换的有效性。如果转换未执行，则转换失败，表达式 expr 被判定为 null。dynamic_cast 执行动态转换时，type 必须是类的指针、类的引用或者 void*，如果 type 是类指针类型，那么 expr 也必须是一个指针，如果 type 是一个引用，那个 expr 也必须是一个引用。
• reinterpret_cast (expr):reinterpret_cast 运算符把某种指针改为其他类型的指针。它可以把一个指针转换为一个整数，也可以把一个整数转换为一个指针。
• static_cast (expr):static_cast 运算符执行非动态转换，没有运行时类检查来保证转换的安全性。例如，它可以用来把一个基类指针转换为派生类指针。

上述所有的强制转换运算符在使用类和对象时会用到。现在，请看下面的实例，理解 C++ 中如何使用一个简单的强制转换运算符。复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   double a = 21.09399;
   float b = 10.20;
   int c ;
   c = (int) a;
   cout << "Line 1 - Value of (int)a is :" << c << endl ;
   c = (int) b;
   cout << "Line 2 - Value of (int)b is  :" << c << endl ;
   return 0;
}
/* 
Line 1 - Value of (int)a is :21
Line 2 - Value of (int)b is  :10 
*/

成员运算符

. (点) 和 -> (箭头) 用于引用类、结构和共用体的成员。
点运算符应用于实际的对象。箭头运算符与一个指向对象的指针一起使用。例如，假设有下面的结构：

struct Employee {
  char first_name[16];
  int  age;
} emp;

. 点运算符

下面的代码把值 “zara” 赋给对象 emp 的first_name成员：

strcpy(emp.first_name, "zara");

-> 箭头运算符

如果 p_emp 是一个指针，指向类型为 Employee 的对象，则要把值 “zara” 赋给对象 emp 的first_name成员，需要编写如下代码：

strcpy(p_emp->first_name, "zara");

-> 称为箭头运算符，它是由一个减号加上一个大于号组成。
简而言之，访问结构的成员时使用点运算符，而通过指针访问结构的成员时，则使用箭头运算符。

指针运算符 & *

C++ 提供了两种指针运算符，

• 取地址运算符 &
• 间接寻址运算符 *

指针是一个包含了另一个变量地址的变量，您可以把一个包含了另一个变量地址的变量说成是”指向”另一个变量。变量可以是任意的数据类型，包括对象、结构或者指针。

取地址运算符 &

& 是一元运算符，返回操作数的内存地址。例如，如果 var 是一个整型变量，则 &var 是它的地址。该运算符与其他一元运算符具有相同的优先级，在运算时它是从右向左顺序进行的。
您可以把 & 运算符读作“取地址运算符”，这意味着，&var读作”var 的地址”。

间接寻址运算符 *

第二个运算符是间接寻址运算符 ，它是 & 运算符的补充。 是一元运算符，返回操作数所指定地址的变量的值。
请看下面的实例，理解这两种运算符的用法。

#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
   int  var;
   int  *ptr;
   int  val;
   var = 3000;
   // 获取 var 的地址
   ptr = &var;
   // 获取 ptr 的值
   val = *ptr;
   cout << "Value of var :" << var << endl;
   cout << "Value of ptr :" << ptr << endl;
   cout << "Value of val :" << val << endl;
   return 0;
}
/* 
Value of var :3000
Value of ptr :0xbff64494
Value of val :3000 
*/

C++ 中的运算符优先级

运算符的优先级确定表达式中项的组合。这会影响到一个表达式如何计算。某些运算符比其他运算符有更高的优先级，例如，乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。
例如 x = 7 + 3 2，在这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 具有比 + 更高的优先级，所以首先计算乘法 3*2，然后再加上 7。
下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符，具有较高优先级的运算符出现在表格的上面，具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。在表达式中，较高优先级的运算符会优先被计算。

请看下面的实例，了解 C++ 中运算符的优先级。
复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。
对比有括号和没有括号时的区别，这将产生不同的结果。因为 ()、 /、 * 和 + 有不同的优先级，高优先级的操作符将优先计算

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int a = 20;
   int b = 10;
   int c = 15;
   int d = 5;
   int e;
   e = (a + b) * c / d;      // ( 30 * 15 ) / 5
   cout << "(a + b) * c / d 的值是 " << e << endl ;
   e = ((a + b) * c) / d;    // (30 * 15 ) / 5
   cout << "((a + b) * c) / d 的值是 " << e << endl ;
   e = (a + b) * (c / d);   // (30) * (15/5)
   cout << "(a + b) * (c / d) 的值是 " << e << endl ;
   e = a + (b * c) / d;     //  20 + (150/5)
   cout << "a + (b * c) / d 的值是 " << e << endl ;
   return 0;
}
/* 
(a + b) * c / d 的值是 90
((a + b) * c) / d 的值是 90
(a + b) * (c / d) 的值是 90
a + (b * c) / d 的值是 50 
*/